Question

【題目】細(xì)菌冶金是近年來(lái)新興的綠色冶金工藝，它主要是應(yīng)用細(xì)菌法溶浸貧礦、廢礦、尾礦和爐渣等，以回收某些貴重有色金屬和稀有金屬，節(jié)約礦產(chǎn)資源，最大限度地利用礦藏的一種冶金方法。其中細(xì)菌治銅的生產(chǎn)流程為：

（1）上述生產(chǎn)流程中有三步用到了同一種分離方法，實(shí)驗(yàn)室中不能用這種分離方法來(lái)分離液態(tài)膠體中分散質(zhì)的原因是___。

（2）綠礬(FeSO4·7H2O)是一種良好的還原劑，也可用來(lái)制取治療缺鐵性貧血的藥劑和食品調(diào)味劑。在保存綠礬時(shí)，必須___。在溶液B中加入適量(NH4)2(SO4)2固體，加熱濃縮時(shí)，可以得到(NH4)2Fe(SO4)4·6H2O的原因是___。

（3）溶液B中一定含有的金屬陽(yáng)離子是___。若在溶液A中加入少量鐵屑只發(fā)生其中的一個(gè)反應(yīng)，則此反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為___。

（4）寫(xiě)出黃銅礦中的CuS·FeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣氧化生成溶液A的離子方程式：___。

（5）氧化亞銅可用作船底防污漆，以殺死低級(jí)海生動(dòng)物而保護(hù)船體，也可用作陶瓷和搪瓷的著色劑和紅色玻璃的染色劑，氧化亞銅也是一種重要的半導(dǎo)體材料。請(qǐng)用濃的強(qiáng)堿溶液，根據(jù)反應(yīng)2Cu+H2OCu2O+H2↑，設(shè)計(jì)出工業(yè)生產(chǎn)氧化亞銅的一種方法：___(只要求畫(huà)實(shí)驗(yàn)裝置圖，其他必要材料任選)。

Answer 1

【答案】膠體的分散質(zhì)(或膠體粒子)能透過(guò)濾紙 密封保存，防止被空氣中氧氣氧化 相同溫度下，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小 Fe2+ K= 4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O

【解析】

（1）題給生產(chǎn)流程中有三步用到了同一種分離方法是過(guò)濾，膠體分散質(zhì)粒子能通過(guò)濾紙，所以不能用過(guò)濾法來(lái)分離液態(tài)膠體中的分散質(zhì)；

（2）綠礬是一種良好的還原劑，易被氧化，所以保存綠礬時(shí)必須密封保存，防止被空氣中的氧氣氧化；相同溫度下，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小，所以在溶液B中加入適量(NH4)2SO4固體，加熱濃縮時(shí)，可以得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；

（3）溶液A中的Fe3+、Cu2+都能與鐵屑反應(yīng)生成Fe2+，所以加入足量鐵粉后溶液中一定含有的金屬陽(yáng)離子是Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量鐵屑只發(fā)生Fe和Fe3+的反應(yīng)，可得平衡常數(shù)的表達(dá)式；

（4）CuSFeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣中的氧氣氧化生成Fe3+、Cu2+和SO42-；

（5）根據(jù)反應(yīng)2Cu+H2OCu2O+H2↑，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，可用電解法制備氧化亞銅，銅作陽(yáng)極。

（1）題給生產(chǎn)流程中有三步用到了同一種分離方法是過(guò)濾，膠體分散質(zhì)粒子能通過(guò)濾紙，所以不能用過(guò)濾法來(lái)分離液態(tài)膠體中的分散質(zhì)；

（2）綠礬是一種良好的還原劑，易被氧化，所以保存綠礬時(shí)必須密封保存，防止被空氣中的氧氣氧化；相同溫度下，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小，所以在溶液B中加入適量(NH4)2SO4固體，加熱濃縮時(shí)，可以得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；

（3）溶液A中的Fe3+、Cu2+都能與鐵屑反應(yīng)生成Fe2+，所以加入足量鐵粉后溶液中一定含有的金屬陽(yáng)離子是Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量鐵屑只發(fā)生Fe和Fe3+的反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=；

（4）CuSFeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣中的氧氣氧化生成Fe3+、Cu2+和SO42-，反應(yīng)的離子方程式為4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O；

（5）根據(jù)反應(yīng)2Cu+H2OCu2O+H2↑，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，可用電解法制備氧化亞銅，銅作陽(yáng)極，因此可設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)氧化亞銅的裝置圖是。